Question

(14分) 研究NO_2、SO_{2 、}CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

(1)利用反應6NO₂＋8NH₃ 7N₂＋12H₂O可處理NO₂。當轉移3.6mol電子時，生成的N₂在標準狀況下是        L。

(2)已知：反應1：2SO₂(g)+O₂(g)2SO₃(g)  ΔH = —196.6 kJ·mol^-1

反應2：NO₂(g)+SO₂(g)SO₃(g)+NO(g)  ΔH = —41.8kJ·mol^-1

則反3：2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)的  ΔH = _________ kJ·mol^-1

(3) 一定條件下，將2molNO與2molO₂置于恒容密閉容器中發生上述反應3，下列各項能說明反應達到平衡狀態的是        。

a．體系壓強保持不變                  b．混合氣體顏色保持不變

c．NO和O₂的物質的量之比保持不變     d．每消耗1 molO₂同時生成2 molNO₂

(4)CO可用于合成甲醇，一定溫度下，向體積為2L的密閉容器中加入CO和H₂，發生反應CO（g）+2H₂（g） CH₃OH（g），達平衡后測得各組分濃度如下：

物質	CO	H2	CH3OH
濃度(mol•L—1)	0.9	1.0	0.6

①混合氣體的平均相對分子質量__________________________。

②列式并計算平衡常數K=__________________________。

③若將容器體積壓縮為1L,不經計算，預測新平衡中c(H₂)的取值范圍是__________。

④若保持體積不變，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH,此時v_正___v_逆(填“>”、“<”或“=”)。

 

Answer 1

【答案】

（14分）(1) 23.52（2分）     (2)-113（2分）   (3)abc（2分）

(4)①18.56（2分）    ②0.6/(0.9×1.0²)=2/3 L²• moL^—2 (或0.67 L²• moL^—2)     （2分） 

 ③1 mol•L^—1<c(H₂)<2 mol•L^—1（2分）  ④=（2分）

【解析】（1）根據反應式可知，NO₂是氧化劑，氮元素的化合價從＋4價降低到0價，得到4個電子，則生成7mol氮氣，轉移24mol電子。因此當轉移3.6mol電子時，生成的N₂是7×3.6mol÷24＝1.05mol，則在標準狀況下的體積是1.05mol×22.4L/mol＝23.52L。

（2）考查蓋斯定律的應用。根據蓋斯定律可知，①－②×2即得到反應2NO(g)+O₂(g)2NO₂(g)，所以該反應熱△H＝—196.6 kJ·mol^-1＋41.8kJ·mol^-1×2＝－113kJ/mol。

（3）在一定條件下，當可逆反應的正反應速率和逆反應速率相等時（但不為0），反應體系中各種物質的濃度或含量不再發生變化的狀態，稱為化學平衡狀態。顏色深淺和濃度有關系，所以b正確。反應是體積減小的，所以壓強也是減小的，則a可以說明；NO和O₂的物質的量之比保持不變，即說明物質的含量不再發生變化，c正確；d中反應速率的方向是相同的，速率之比是相應的化學計量數之比，因此d中的關系始終是成立，不正確，答案選abc。

（4）①平衡時CO、氫氣和甲醇的物質的量分別是1.8mol、2.0mol和1.2mol，所以混合氣體的平均相對分子質量是。

②平衡常數K＝

③正反應是體積減小的，所以增大壓強，平衡向正反應方向進行，則根據勒夏特列原理可知，平衡時氫氣的濃度一定是1 mol•L^—1<c(H₂)<2 mol•L^—1。

④若保持體積不變，再充入0.6molCO和0.4molCH₃OH,，則此時，所以是平衡狀態，則正反應速率等于逆反應速率。